La spéciation sympatrique

La spéciation sympatrique se produit lorsque deux populations individuelles divergent d’une espèce ancestrale sans être séparées géographiquement.

Une divergence peut-elle se produire si aucune barrière physique n’est mise en place pour séparer les individus qui continuent à vivre et à se reproduire dans le même habitat ? La réponse est oui. Le processus de spéciation au sein d’un même espace est appelé spéciation sympatrique. Le préfixe “sym” signifie identique, donc “sympatrique” signifie “même patrie” par opposition à “allopatrique” qui signifie “autre patrie”. Un certain nombre de mécanismes de spéciation sympatrique ont été proposés et étudiés : l’aneuploïdie, la polyploïdie, et l’allopolyploïdie.

Qu’est-ce que l’aneuploïdie ?

Une forme de spéciation sympatrique peut commencer par une grave erreur chromosomique lors de la division cellulaire. Lors d’une division cellulaire normale, les chromosomes se répliquent, s’apparient, puis se séparent, de sorte que chaque nouvelle cellule possède le même nombre de chromosomes. Cependant, il arrive que les paires se séparent et que le produit final de la cellule ait trop ou trop peu de chromosomes individuels dans un état appelé aneuploïdie.

Qu'est-ce que l'aneuploïdie ?
Schéma de l’aneuploïdie des chromosomes : l’aneuploïdie se produit lorsque les gamètes ont trop ou trop peu de chromosomes en raison d’une non-disjonction pendant la méiose. Dans l’exemple présenté ici, la progéniture résultante aura 2n+1 ou 2n-1 chromosomes.

Qu’est-ce que la polyploïdie ?

La polyploïdie est un état dans lequel une cellule ou un organisme possède un ou plusieurs ensembles supplémentaires de chromosomes. Les scientifiques ont identifié deux principaux types de polyploïdie qui peuvent conduire à l’isolement reproductif, ou à l’incapacité de se reproduire avec des individus normaux, d’un individu en état de polyploïdie. Dans certains cas, un individu polyploïde aura deux ou plusieurs ensembles complets de chromosomes de sa propre espèce dans un état appelé autopolyploïdie.

L’autopolyploïdie

Le préfixe “auto-” signifie “soi-même”, donc le terme signifie des chromosomes multiples de sa propre espèce. La polyploïdie résulte d’une erreur de méiose dans laquelle tous les chromosomes se déplacent dans une cellule au lieu de se séparer.

Que sont la polyploïdie et l'autopolyploïdie ?
La génération de l’autopolyploïdie : l’autopolyploïdie se produit lorsque la méiose n’est pas suivie d’une cytokinèse (division du cytoplasme dans les dernières phases de la méiose -et de la mitose– pour former des cellules filles)

Par exemple, si une espèce de plante avec 2n = 6 produit des gamètes autopolyploïdes qui sont également diploïdes (2n = 6, alors qu’ils devraient être n = 3), les gamètes ont maintenant deux fois plus de chromosomes qu’ils ne devraient en avoir. Ces nouveaux gamètes seront incompatibles avec les gamètes normaux produits par cette espèce végétale. Cependant, ils pourraient soit s’autogamer, soit se reproduire avec d’autres plantes autopolyploïdes avec des gamètes ayant le même nombre diploïde. De cette façon, la spéciation sympatrique peut se produire rapidement en formant une descendance avec 4n : un tétraploïde. Ces individus seraient immédiatement capables de se reproduire uniquement avec ceux de ce nouveau type et non avec ceux de l’espèce ancestrale commune.

L’allopolyploïdie

L’autre forme de polyploïdie se produit lorsque des individus de deux espèces différentes se reproduisent pour former une progéniture viable appelée allopolyploïde. Le préfixe “allo-” signifie “autre” (rappel de l’allopathique). Par conséquent, un allopolyploïde se produit lorsque des gamètes de deux espèces différentes se combinent. Remarquons qu’il faut deux générations, ou deux actes de reproduction, pour obtenir un hybride fertile et viable.

Qu'est-ce que l'allopolyploïdie et la polyploïdie ?
La génération de l’allopolyploïdie : L’allopolyploïdie se produit lorsque deux espèces s’accouplent pour produire une progéniture viable. Dans l’exemple ci-dessus, un gamète normal d’une espèce fusionne avec un gamète polyploïde d’une autre espèce. Deux accouplements sont nécessaires pour produire une progéniture viable.

Les formes cultivées de blé, de coton et de tabac sont toutes allopolyploïdes. Bien que la polyploïdie se produise occasionnellement chez les animaux, elle se manifeste le plus souvent chez les plantes.
Les animaux présentant l’un des types d’aberrations chromosomiques décrits ci-dessus ont peu de chances de survivre et de produire une progéniture normale.
Les scientifiques ont découvert que plus de la moitié des espèces végétales étudiées sont liées à une espèce ayant évolué par polyploïdie. Avec un taux aussi élevé de polyploïdie chez les plantes, certains scientifiques émettent l’hypothèse que ce mécanisme se produit plus comme une adaptation que comme une erreur.

Sam Zylberberg
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